离子束：游走在核科技与生物学之间(2)

　　学科交叉是创新的“富产”领域。“离子束应用技术研究”发挥多学科综合优势，取得一些对社会经济发展有意义的自主创新成果。希望国家能采取措施，加强学科交叉融合和技术集成，发挥综合优势，增强我国科技自主创新能力。

让离子“跑”得快一些

        物质由分子组成，分子由原子组成，原子由原子核和绕核运转的电子组成。如果分子、原子失去电子就变成正离子，得到电子就变成负离子。

　　离子在自然界广泛存在。宇宙射线中有离子，空气中有离子，水中有离子，生物体内有离子，有些营养也是以离子的形式被生物吸收的。所以说，离子就在你身边，对你的健康、情绪产生着重要的影响。航天员太空作业要穿上厚厚的航天服，那是为了防护太空辐射中高能离子对航天员的伤害；雨后天晴，令人心旷神怡，那是空气中负离子浓度较高的缘故，反之，则感到心情烦躁。根据这一原理，一种负离子发生器可能已经进入你的家庭。

　　离子可人工产生，并可用加速器加速，让离子“跑”得快一些。离子跑得“快”与“慢”用能量表示。别看离子的直径只有10-10m大小，许多离子聚成一束用途可真够大的。能量高一些的离子束可用来分析出土文物的年代，能量再高一点还可以治疗肿瘤，更高能量的离子可用于研究物质结构。

　　相对于高能离子，低能离子与物质相互作用较少受到人们的关注。实际上，低能离子束轰击金属材料，可改变材料表面的性质，如增加表面的硬度、耐磨性和抗腐蚀性，甚至可改善植入体内的金属人工关节的血液相容性，减轻病人的痛苦。中国科学家研究低能离子与生物体相互作用，既可用于育种，又可用于生命科学研究，并从国内走向国外，形成了新的研究领域。

　　说到低能离子与生物体的作用，人们很自然地联想到辐射与生物体的作用。其实，二者是有区别的。从分子水平上看，前者向细胞内输入了物质，可以“创造”分子，后者只是损伤分子；再者，离子束就像“手术刀”那样，可对细胞进行超微加工。人们正是利用这些原理，开发出许多有意义的应用技术，如离子束诱变和细胞修饰技术、介导基因转移技术、模拟生命化学起源和星际分子形成，以及揭示环境低剂量暴露对健康的影响的技术等。

　　离子束生物应用需要特殊的加速器。如果要把离子一个一个地、准确地投射到细胞预定位置，则需要单离子束精确定位投射装置。国家“十五”攻关安排了“离子束应用技术研究”项目，在单离子束细胞精确定位照射装置和离子束生物工程装置研制、离子束植物生物工程和离子束催化剂修饰等方面取得20多项成果，有些成果产业化，在国内外有显著影响。

　　■攻关连线

　　余增亮，中国科学院等离子体物理研究所研究员，博士生导师。中国科学院离子束生物工程学重点实验室、安徽省离子束生物工程学重点实验室和发酵技术国家工程研究中心（合肥）主任，“十五”攻关重点项目“离子束应用技术研究”项目负责人。 (责任编辑：泉水)

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